Гидроцилиндр двустороннего действия с односторонним штоком
в палитре
на схеме
Блок реализует модель гидроцилиндра двустороннего действия с односторонним штоком. Основное
назначение блока — моделирование приводов, в котором происходит преобразование усилия давления
рабочей жидкости в силу поступательного движения. Блок может работать как в качестве насоса,
так и в качестве гидродвигателя. Наличие двух механических портов у блока позволяет
использовать его в различных системах, где требуется, например, смоделировать упруго
закрепленный корпус.
Блок учитывает следующие свойства:
наличие мертвых объемов в гидравлических полостях
ограничение перемещения исполнительного органа с помощью концевых упоров
Блок не учитывает следующие свойства:
теплообмен с окружающей средой
Для учета дополнительных механических эффектов (например, трение) требуется подключить
соответствующий блок библиотеки Механика к механическому порту.
Совместимые блоки
Соединение блока с другими блоками должно осуществляться в соответствии со следующими
правилами:
Выходные гидравлические порты необходимо соединять с блоками, моделирующими течение
через местное сопротивление. Например, с такими группами блоков, как "Дроссели",
"Клапаны давления", "Распределители" и другими.
Входные механические порты необходимо соединять с блоками, моделирующими массу, которые
рассчитывают движение тела под действием внешних сил.
Математическая модель
Расчетная схема гидроцилиндра с учетом его основных параметров представлена на рисунке (Рисунок
1).
Рис. 1. Расчетная схема гидроцилиндра двустороннего действия с односторонним штоком
Блок разработан с применением в своем составе следующих блоков:
Объемы бесштоковой (А) и штоковой (В) полостей определяются следующим образом:
где:
xr = xR − xC — перемещение
штока (поршня) относительно корпуса
xR — положение штока (порт "R")
xC — положение корпуса (порт "C")
AreaA = π / 4 * dpiston2 — площадь
поршня в бесштоковой полости
AreaB = π / 4 * (dpiston2−
drod2) — площадь поршня в штоковой полости
Strokemax — максимальный ход, на который может переместиться шток
гидроцилиндра
Усилие, развиваемое гидроцилиндром, включает в себя две составляющие:
где:
Fhyd = pA*AreaA −
pA*AreaB — сила давления жидкости, действующая на
поршень гидроцилиндра
pA — давление в бесштоковой полости
pB — давление в штоковой полости
Fstop — сила, возникающая при контакте поршня с концевыми
упорами
На основании третьего закона Ньютона значение рассчитанной силы записывается в механический
порт "R" с положительным знаком, а в механический порт "C" с отрицательным
знаком. При этом положительное значение силы вызывает положительное ускорение массы для порта
"R", и отрицательное для порта "C".
Объемный расход для гидравлических портов "A" и "B" зависит от площади поршня в
соответствующих полостях, AreaA (B), и скорости движения поршня,
vr:
где:
vr = vR − vC — скорость
движения штока (поршня) относительно корпуса
vR — скорость перемещения штока (порт "R")
vC — скорость перемещения корпуса (порт "C")
Входные порты
Имя
Описание
Тип линии связи
C
Механический порт для подключения совместимых блоков (корпус
гидроцилиндра)
Механика поступательная
R
Механический порт для подключения совместимых блоков (шток
гидроцилиндра)
Механика поступательная
Выходные порты
Имя
Описание
Тип линии связи
A
Гидравлический порт для подключения совместимых блоков (подключение к
бесштоковой полости)
Начальная температура жидкости в бесштоковой полости, °C
t0_A
Начальная температура жидкости в бесштоковой полости гидроцилиндра. Свойства
доступны при активированном параметре "Учитывать изменение температуры" в
параметрах проекта после изменения свойства "Диаметр поршня, мм"
Начальная температура жидкости в штоковой полости, °C
t0_B
Начальная температура жидкости в штоковой полости гидроцилиндра. Свойства
доступны при активированном параметре "Учитывать изменение температуры" в
параметрах проекта после изменения свойства "Диаметр поршня, мм"
Объемный расход жидкости втекающий/вытекающий в/из бесштоковую полость(и)
(положительное значение свидетельствует о том, что жидкости втекает в
полость)
